Điafram và vai trò của chúng trong hệ thống quang học

• 

Điafram là tất cả các khung và giá đỡ của linh kiện quang học cũng như các vòng chắn có trong hệ quang. Các điafram có vai trò đặc biệt quan trọng vì kích thước ngang của chúng ảnh hưởng trực tiếp đếm độ rộng chùm tia đi vào hệ quang (khi xét đến chức năng của hệ quang là bộ truyền năng lượng ánh sáng).

Trong không gian vật, ánh sáng từ mỗi vật điểm chiếu đến hệ quang được giới hạn trong một góc khối nhất định. Tuy nhiên, các chi tiết quang học trong hệ quang đều có khung có tác dụng hạn chế chùm tia. Ngoài các điafram là khung của thấu kính, khung kính phẳng, khung của lăng kính …, người ta còn sử dụng các điafram chuyên dùng khác như điafram khẩu độ, điafram thị giới, điafram bán dạ, các điafram chắn tạp quang.

Ở các hệ thống quang học, mắt người cũng đóng vai trò là một điafram vì vậy phải xét đến nó trong các hệ thống tổ hợp.

Vai trò của các điafram

- Chắn tạp quang: Tạp quang là các tia sinh ra do sự phản xạ một hay nhiều lần các tia ngoài thị giới hoặc các tia tán xạ trong thành các khí tài quang học, tạp quang làm giảm độ tương  phản ánh sáng.

- Kiểm soát năng lượng ánh sáng đi vào hệ quang;

- Xác định thị giới của hệ quang;

- Hạn chế độ rộng của chùm tia đi vào hệ quang, để nhận được các chùm tia hẹp cho chất  luợng ảnh cao.

Điafram khẩu độ là điafram hạn chế chủ yếu độ rộng của chùm tia đi vào hệ quang, xác định lượng ánh sáng tham gia tạo ảnh (độ rọi ảnh). Nó kiểm soát  năng lượng ánh sáng đi vào hệ quang trên toàn bộ mặt phẳng ảnh. Điafram khẩu độ là vòng chắn thật, có thể nằm trước, sau hoặc giữa hệ quang, và có thể trùng vị trí với các linh kiện quang;

Các chùm tia khi đi qua các điafram khác nhau sẽ bị chặn với các góc khác nhau, điafram nào mà chặn được chùm sáng với kích thưởc nhỏ nhất là điafram khẩu độ.

Với chùm tia ngoài trục, khi đi qua các điafram nó sẽ bị chặn nhiều hoặc ít tùy thuộc vào chiều cao của vật, một phần của chùm tia không bị cắt sẽ tham gia tạo ảnh.

Đồng tử vào, đồng tử ra

Đổng tử vào là ảnh của điafram khẩu độ qua các thành phần quang học phía trước nó.

Đồng tử ra là ảnh của điafram khẩu độ qua các thành phần quang học phía sau nó.

Cách xác định điafram khẩu độ của hệ quang:

- Dựng ảnh của tất cả các điafram có trong hệ thống qua các linh kiện quang  phía trước nó.

- Nối điểm giữa của vật nằm trên trục quang với mép ảnh các điafiam. Đường nối với mép ảnh có góc kẹp với quang trục một góc nhỏ nhất thì ảnh điafram là đồng tử vào của hệ. Với vật ở xa vô cùng, đồng tử vào là ảnh của điafram có kích thước nhỏ nhất.

- Điafram nào có ảnh về phía trước là đồng tử vào thì đó là điafram khẩu độ

- Góc kẻ từ trung tâm vật đến hai đầu của đồng tử vào gọi là góc khẩu độ. Góc khẩu độ càng lớn thì lượng ánh sáng đi vào hệ quang càng nhiều và ảnh càng sáng.

Ảnh của điafram khẩu độ qua tất cả các linh kiện phía sau nó gọi là đồng tử ra.

Đồng tử vào và đồng từ ra là cặp liên hợp của hệ thống.

Điafram thị giới

Điafram thị giới của hệ thống quang học là điafram quyết định thị giới của hệ quang.

Cửa quang phía vật: ảnh của tất cả các điafram tạo bởi các linh kiện quang học phía trước nó.

 Cửa quang phía ảnh: ảnh của tất cả các điafram tạo bởi các linh kiện quang học phía sau nó. 

Cách xác định điafram thị giới:

- Dựng ảnh của tất cả các điafram qua các linh kiện quang phía trước nó,

- Tìm đồng tử vào.

- Từ tâm của đồng tử vào dựng các góc kẹp giữa quang trục với mép của các cửa quang phía vật. Cửa quang nào có góc hẹp nhất là cửa quang vào.

Điafram tương ứng với cửa quang vào là điafram thị giới. Ảnh của điafram thị giới qua các linh kiện quang phía sau nó là cửa quang ra. Cửa quang vào và cửa quang ra là cặp liên hợp của hệ thống.